Sự tăng trưởng được biểu thị bởi sự gia tăng thường xuyên kích thước hay trọng lượng. Số tế bào thường được dùng cho các sinh vật đơn bào (như Chlorella) hay dịch treo tế bào. Đường cong tăng trưởng có dạng sigma, bắt đầu tương đối chậm,
kế đó nhanh, đạt mức tối đa, và sau cùng giữ ở mức gần như không thay đổi (Bùi Trang Việt, 2000).
Sự tăng trưởng của vi tảo nuôi cấy trong điều kiện vô trùng được đặc trưng bởi 5 pha (Lavens and Sorgeloos, 1996) (hình 1.5).
1.5.1. Pha lag (hay pha cảm ứng)
Trong pha này, mật độ tế bào tăng ít, tương đối dài khi một mẫu tảo được cấy chuyền từ môi trường đặc sang nuôi cấy lỏng. Các nuôi cấy được ủ với tảo đang tăng trưởng theo cấp số nhân có thể giảm thời gian pha này và cần thiết cho sự tăng trưởng. Chậm tăng trưởng là do sự thích nghi sinh lý của quá trình biến dưỡng tế bào như tăng nồng độ của các enzyme và chất biến dưỡng liên quan đến sự phân chia và cốđịnh carbon của tế bào.
1.5.2. Pha log (hay pha cấp số mũ, pha tăng trưởng mạnh)
Mật độ tế bào tăng tỷ lệ thuận với thời gian và theo cấp số mũ. Tốc độ tăng trưởng chủ yếu phụ thuộc vào loài tảo, cường độ ánh sáng và nhiệt độ.
1.5.3. Pha giảm tốc độ tăng trưởng
Sự phân chia tế bào chậm lại khi các chất dinh dưỡng, ánh sáng, pH, carbon dioxide hay các yếu tố vật lý và hóa học khác bắt đầu hạn chế sự tăng trưởng.
1.5.4. Pha cân bằng (pha ổn định)
Trong giai đoạn này, các yếu tố giới hạn và tốc độ tăng trưởng cân bằng, dẫn đến mật độ tế bào tương đối ổn định.
1.5.5. Pha suy vong
Trong pha này, chất lượng nước bị suy giảm và dinh dưỡng bị thiếu hụt đến mức không có khả năng duy trì sự tăng trưởng. Mật độ tế bào giảm xuống nhanh chóng. Trong thực tế, sự suy vong của mẫu nuôi có thểđược gây ra bởi nhiều nguyên nhân, bao gồm sự thiếu hụt dinh dưỡng, thiếu hụt oxy, nhiệt độ quá cao, sự xáo trộn pH hay sự ô nhiễm.